2.2 溫度顯示與調(diào)節(jié)儀表
溫度顯示與調(diào)節(jié)儀表根據(jù)輸出形式，可以分成數(shù)字量和模擬量兩種形式。常用顯示儀表的種類和特性如表2-11所示。模擬量顯示式的儀表屬于常規(guī)溫度顯示與調(diào)節(jié)儀表。
表2-11 常用顯示儀表的種類和特性
（1）動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀表 動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀表是一種用于測量熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢的儀表，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、使用維修方便和價格便宜等優(yōu)點。
常用動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀表的技術(shù)參數(shù)如表2-12所示。動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀表由磁電式表頭、動圈測量機構(gòu)及連接測量電路組成，XCT-101型儀表的基本結(jié)構(gòu)見圖2-1。工作時熱電偶的熱電勢形成的電流通過動圈，永久磁場產(chǎn)生電磁力矩使指針偏轉(zhuǎn)，而彈簧絲產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使兩者相等，指針停留。指針偏轉(zhuǎn)角正比于熱電偶電勢，指示出溫度。當溫度達到設(shè)定值時，指示針上帶有的鋁旗使L3電感減小，振蕩器停振，繼電器觸點斷開，加熱停止，從而達到溫度控制的目的。動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀表的使用注意事項有以下幾點。
表2-12 常用動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀表的技術(shù)參數(shù)
圖2-1 XCT-101型儀表的基本結(jié)構(gòu)示意圖
①動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀表應(yīng)與同一分度號的熱電偶配套使用，否則指示出來的數(shù)值就會相差很多。
②在安裝過程中，應(yīng)注意使動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀表保持水平位置，補償導線與動圈式溫度指示儀表接線端的正、負極不可接反。
③在測溫時，環(huán)境溫度對熱電動勢及儀表指示值都有影響。為保證測量的準確性，配熱電偶用的動圈式指示溫度儀表，在使用過程中必須考慮冷端溫度補償和外線路電阻的影響問題。
④與熱電偶配套使用的磁電式溫度指示儀表的刻度是按照熱電偶的分度劃分的，即儀表是按照熱電偶冷端溫度為0℃時的條件下劃分的。在使用時，如果熱電偶冷端的溫度不是0℃，有一個由于冷端溫度變化引起的誤差。為了消除這個誤差，應(yīng)采用冷端溫度補償和外路電阻補償?shù)姆椒ㄟM行校正。
（2）電子自動平衡式溫度指示調(diào)節(jié)儀表 電子自動平衡式溫度指示調(diào)節(jié)儀表的測量精度高（0.5級），不但能夠指示和控制溫度，而且能夠自動記錄溫度的變化。
①常用類型。熱處理車間常用的電子自動平衡式溫度指示調(diào)節(jié)儀表有電子電位差計和自動平衡電橋兩類。
a.電子電位差計有XWB型、XWC型及XWD型，與熱電偶配用。
b.自動平衡電橋有XQB型、XQC型、XQD型，與熱電阻配用。
②工作原理?，F(xiàn)舉XWB-101型電子電位差計的例子加以說明。圖2-2是其工作原理示意圖。此類自動平衡指示器調(diào)節(jié)儀是用測量橋路平衡補償原理來調(diào)節(jié)、顯示和控制溫度的。當熱電偶產(chǎn)生的熱電勢與測量橋路比較時，產(chǎn)生的差值即信號經(jīng)振動變流器轉(zhuǎn)換成交流電壓，再經(jīng)電壓和功率放大器放大，推動可逆電動機轉(zhuǎn)動，促使測量電橋趨向平衡，平衡后可逆電機停止轉(zhuǎn)動，可逆電機帶動的指示記錄機構(gòu)給出相應(yīng)的溫度。爐溫變化出現(xiàn)新的不平衡時，重復上述過程，可逆電機立即轉(zhuǎn)動，直到橋路平衡，于是指示和記錄升高后的爐溫。可逆電機還同時帶動調(diào)節(jié)機構(gòu)工作。當爐溫達到設(shè)定值時，調(diào)節(jié)機構(gòu)使微動開關(guān)斷開，接觸器觸頭脫離電爐，停止供電。爐溫低于設(shè)定值時，可逆電機逆轉(zhuǎn)，微動開關(guān)閉合，接觸器接通，電爐供電升溫。如此達到爐溫控制。
圖2-2 XWB-101型電子電位差計工作原理示意圖
電子電位差計在使用中的注意事項如下所述。
a.熱電偶分度號、補償導線型號必須與電子電位差計的分度號一致，各連接處應(yīng)正確連接。
b.補償導線應(yīng)單獨設(shè)置屏蔽，并良好接地，不得與電源線和控制線放在同一根鐵管中。
c.儀表殼應(yīng)良好接地。
d.電子電位差計的安裝環(huán)境應(yīng)保持干燥，無腐蝕性氣體，附近無強磁場和強烈振動，環(huán)境溫度應(yīng)在50℃以下。
e.定期校檢電子電位差計。
（3）數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀表 數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀表功能多，智能化程度高，可多量程輸入，控制精確，能實行工藝程序控制和監(jiān)控，是熱處理生產(chǎn)的現(xiàn)代化控制儀表。
數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀表的工作程序如下：首先采集熱電偶、熱電阻等溫度傳感器輸入的參數(shù)，進行A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換，并顯示測量值和設(shè)定值；然后將測量值與設(shè)定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出調(diào)節(jié)指示（或驅(qū)動繼電器，或調(diào)節(jié)輸出）。可設(shè)定報警功能。數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀表主要分為數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀和智能化調(diào)節(jié)儀兩類，如表2-13所示。
表2-13 數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀表的功能與特點
（4）數(shù)字智能調(diào)節(jié)儀 數(shù)字智能調(diào)節(jié)儀表配置有微處理機和各種模塊化的結(jié)構(gòu)，能進行多種控制運算，具有多種使用功能，是實施現(xiàn)代化自動控制的智能儀表。數(shù)字智能調(diào)節(jié)儀表的種類很多，功能不盡相同，綜合起來主要有以下幾種功能。
①數(shù)據(jù)輸入功能?？赡M量輸入信號也可以數(shù)字輸入。模擬量輸入有熱電偶、熱電阻、直流電流、直流電壓、4～20mA、1～5VDC信號。數(shù)字輸入主要是開關(guān)量輸入。
②控制功能。能實現(xiàn)前饋控制、非線性控制、純滯后時間補償控制及超前控制等。控制方法有常規(guī)的PID帶自整定控制，有連接PID控制、模糊控制、超調(diào)抑制PID控制及能自動微調(diào)的PID控制（神經(jīng)元控制）。
③輸出功能。具有模擬輸出和數(shù)字輸出功能，模擬輸出信號為4～20mADC，數(shù)字輸出有SPST繼電器輸出、SPDT繼電器輸出和集電極開路輸出。
④顯示設(shè)定功能。LED數(shù)碼管顯示設(shè)定值與實時值，操作鍵實現(xiàn)各種編程和狀態(tài)檢查。
⑤通信功能。具有RS485或RS232半雙工通信協(xié)議，能進行多點通信。各種類型的數(shù)字智能調(diào)節(jié)儀表往往只具備上述的一種或幾種功能，選擇時要根據(jù)工程的實際需要進行功能配置。例如DB1000系列數(shù)字智能調(diào)節(jié)儀表，采用高性能微處理器，指示精度為±0.1％，采用周期達0.1s，具有8種設(shè)定功能和多種信號輸入。